張林鋒
（安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801)
摘 要：分析電流互感器的原理，介紹了特殊測量用途電流互感器即計量用電流互感器在低壓配電系統中的應用，同時結合工程實例中的錯誤接線分析會給計量造成的影響。
關鍵詞 低壓配電系統 計量用電流互感器 工作原理 接線方式
1.引言
隨著我國電力系統不斷完善和發展，以及低壓配電系統的自動化程度不斷提高，計量用電流互感器作為低壓配電系統中的一種重要電氣元件，已被廣泛地應用于電力計量監測裝置之中。
2.電流互感器工作原理
低壓電流互感器的工作原理如圖1所示，電流互感器的一次繞組串聯在被測線路中，I1為線路電流即電流互感器的一次電流，N1為電流互感器的一次匝數，I2電流互感器二次電流（通常為5A、1A），N2為電流互感器的二次匝數，Z2e為二次回路設備及連接導線阻抗。當一次電流從電流互感器P1端流進，P2端出，在二次Z2e接通的情況下，由電磁感應原理，電流互感器二次繞組有電流I2從S1流過，經Z2e至S2，形成閉合回路。由此可得電流在理想狀態下I1×N1=I2×N2，所以有I1/I2=N1/N2=K，K為電流互感器的變比。
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圖1
3.計量用電流互感器的選型
計量用電流互感器是特殊用途測量用電流互感器，準確級為0.2S和0.5S，與計費電能表和計量裝置配合使用的電流互感器。
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圖2 AKH-0.66 計量用電流互感器
3.1根據目前國家電網公司計量規范Q/GDW 572—2010，由國家統一招標，統一要求、統一管理的計量用電流互感器主要有LQZJ-0.66、LMZD-0.66，其主要特點見表1
表1 AKH-0.66測量用電流互感器的型號規格
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電流互感器型號 |
輸入、輸出 |
主要規格 |
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LQZJ4-0.66系列 |
輸入：30-1500A 輸出：0-5A（0-1A） |
LQZJ4-0.66/30、LQZJ4-0.66/40、 LQZJ4-0.66/50 |
|
LMZD-0.66系列 |
輸入：10-1500A 輸出：0-5A（0-1A） |
LMZD1-0.66、LMZD2-0.66、 LMZD3-0.66 、LMZD4-0.66 LFZD-0.66 |
3.2根據國家標準越來越多的企業根據自己內部計量的要求，選用低成本、安裝方便計量準確的母線式電流互感器，主要型號有AKH-0.66，其主要特點見表2
表2 AKH-0.66測量用電流互感器的型號規格
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電流互感器型號 |
輸入、輸出 |
主要規格 |
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AKH-0.66/G系列 |
輸入：5-3000A 輸出：0-5A（0-1A） |
G-30I、G-40I、G-60I、G-80I、 G-60I、G-60II、G-80II、G-100II |
4.計量用電流互感器在低壓配電系統中的問題及應用實例
計量用電流互感器在低壓配電系統中，準確級0.2級、0.2S級區分是用戶經常碰到的問題，以及錯誤接線（極性接反）對計量的影響。
4.1準確級0.2級、0.2S級區別見表3
表3誤差和相位差限值
|
準確級 |
在下列額定電流（%）下的 電流誤差 （ ±%） |
在下列額定電流（%）下的相位差 |
|||||||||||||
|
±（′） |
±crad |
||||||||||||||
|
1 |
5 |
20 |
100 |
120 |
1 |
5 |
20 |
100 |
120 |
1 |
5 |
20 |
100 |
120 |
|
|
0.2 |
|
0.75 |
0.35 |
0.2 |
0.2 |
|
30 |
15 |
10 |
10 |
|
0.9 |
0.45 |
0.3 |
0.3 |
|
0.2S |
0.75 |
0.35 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
30 |
15 |
10 |
10 |
10 |
0.9 |
0.45 |
0.3 |
0.3 |
0.3 |
4.2計量用電流互感器的錯誤接線（極性接反）對計量的影響
（1）計量接線方式三相三線
正確接線時的有功功率為：P=Pa+ Pc =UabIa.cos(30°+φa)+ Ucb.Ic.cos(30°-φc);
三相電路平衡時，Uab=Ucb=√3U，Ia=Ic=√3I，即，P=3UI cosφ
假如A相電流互感器極性接反，祥見圖2
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圖2
這樣我們可以得出：公用線的電流Io是相電流的√3倍；
電能表一的電流滯后電壓的角度為：30°+φa+180°=210°+φa；
電能表二電流滯后電壓的角度為：30°-φc；
所以錯誤接線時的有功功率為：
P´=Pa´+ Pc´=Uab.Ia.cos(210°+φa)+ Ucb.Ic.cos(30°-φc)=UIsinφ;
若功率因數cosφ=0.9，則當A相計量互感器極性接反，漏計電能為實際計量電能的：
P/ P´-1=3UIcosφ/UI sinφ-1=3×0.9/0.4359-1=5.19倍;
準確的接線如圖3
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圖3
(2)計量接線方式三相四線
正確接線時的有功功率為：P=Pa+ Pb+ Pc =UaIa.cosφa+ Ub.Ib.cosφb+Uc.Ic.cosφc;
三相電路平衡時，Ua=Ub=Uc=U，Ia=Ib=Ic=I，即，P=3UIcosφ
假如A相電流互感器極性接反，祥見圖4
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圖4
這樣我們可以得出：公用線的電流Io是相電流的2倍,A相電流為-Ia；
所以錯誤接線時的有功功率為：
P´=Pa+Pb+Pc=-UaIa.cosφa+Ub.Ib.cosφb+ Uc.Ic.cosφc= UIcosφ;
則當A相計量互感器極性接反，漏計電能為實際計量電能的：
P/ P´-1=3UIcosφ/UIcosφ-1=2倍;
準確接線如圖5
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圖5
4.3電流互感器使用過程中的注意事項
4.3.1電流互感器在接線時，同名端必須要保持一致，即P1、S1；P2、S2。
4.3.2電流互感器在正常運行時，二次不得開路，防止二次開路產生高電壓，影響人身和設備安全。
5.結束語
本文對低壓配電系統中的不同類型電流互感器進行了簡單概述，推薦給電力系統各位專家和電氣工程師們參考，有利于不同類型低壓電流互感器在低壓智能配電系統的廣泛應用。
參考文獻
[1]安科瑞電氣股份有限公司.電量傳感器選型手冊,201407版.
[2]任致遠，周中.電力電測數字儀表原理與應用指南,中國電力出版社，2007.
作者簡介：張林鋒，男，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為電量傳感器設計，手機：18702112036，座機：021-69155719，QQ:2880157876